2022-2023学年江苏省扬州市高一(下)期末物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省扬州市高一(下)期末物理试卷

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.  某同学总结本学期所学物理量正负号的含义，如下表所示，对两空填写的内容全部正确的是(    )

A. 大小、大小 B. 方向、方向
C. 做功的力是动力还是阻力、方向 D. 做功的力是动力还是阻力、大小

2.  根据相对论时空观，下列说法正确的是(    )

A. 在高速行驶的列车上观察路边广告牌高度变小
B. 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的
C. 高速运动的子寿命变短
D. 绕地球高速飞行飞机上的铯原子钟和地面上的铯原子钟计时没有差异

3.  木卫一与木卫二是木星的两颗卫星，它们的轨道呈圆形。两者相比，木卫一的公转半径较小，质量较大，由以上信息可知木卫一(    )

A. 周期较大 B. 线速度较小
C. 加速度较大 D. 所受的万有引力较小

4.  在自由式滑雪比赛中，运动员的轨迹如图所示，空气阻力可以忽略，雪地与滑雪板之间的摩擦力不可忽略。运动员(    )
 

A. 在点速度为零
B. 从到过程中，重力势能全部转化为动能
C. 从到过程中，减少的重力势能全部转化为动能
D. 从到过程中，机械能一直减小

5.  如图所示，用一对绝缘柱支持的不带电导体和，使它们彼此接触。现将一带正电荷的物体置于附近，贴在、下部的金属箔都张开，则(    )
 

A. 此时、都带负电
B. 此时带正电，带负电
C. 先移去，再分开、，金属箔仍然张开
D. 先分开、，再移去，金属箔仍然张开

6.  如图所示是研究“点电荷之间相互作用规律”的库仑扭秤装置，下列说法正确的是(    )
 

A. 球带电量必须相等 B. 需要精确测量小球的电荷量
C. 通过悬丝扭转的角度比较力的大小 D. 探究出库仑力与距离成反比

7.  硒鼓是激光打印机的核心部件，主要由感光鼓、充电辊等装置构成，如图所示．工作中充电辊表面的导电橡胶给感光鼓表面均匀的布上一层负电荷。我们可以用图模拟带电的感光鼓：电荷量均为的点电荷，均匀对称地分布在半径为的圆周上．若某时刻圆周上点的一个点电荷的电量突变成，则圆心点处的电场强度为(    )
 

A. ，方向沿半径背离点 B. ，方向沿半径指向点
C. ，方向沿半径背离点 D. ，方向沿半径指向点

8.  如图所示，投篮训练时，篮球两次出手和进筐的位置相同，第次和第次篮球在空中的运动轨迹分别对应两段曲线，不计空气阻力，则(    )
 

A. 第次投篮出手时篮球重力的瞬时功率比进框时大
B. 篮球在最高点时重力的瞬时功率第次比第次小
C. 篮球进筐时重力的瞬时功率第次比第次小
D. 篮球在出手到进框过程中重力的平均功率第次与第次相等

9.  以一定的初速度将一小球竖直直上抛，空气阻力的大小与速率成正比．在小球从抛出至上升到最高点过程中，下列关于小球所受合力的大小、速率随时间变化的关系，动能、重力势能随位移变化的关系图中可能正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

10.  如图甲所示，在某星球上有倾角为的光滑斜面，一轻质弹簧下端固定在斜面底部且弹簧处于原长．现将一质量为的小物块放在弹簧的上端，由静止开始释放，小物块的加速度与其位移间的关系如图乙所示．斜面一直保持静止状态，则(    )
 

A. 该星球重力加速度大小为
B. 小物块的最大动能为
C. 弹簧最大压缩量为
D. 小物块下滑过程中，地面对斜面体的摩擦力一直向左

二、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

11.  如图为探究向心力的大小与质量、角速度和运动半径之间关系的实验装置。

在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是________________。

A.理想实验等效替代法放大法控制变量法

在探究向心力与半径的关系时，应将质量相同的钢球分别放在挡板和挡板_________________处选填“”或“”，将传动皮带套在两塔轮半径_________________选填“相同”或“不同”的轮盘上。

若两钢球质量和运动半径都相同，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为的轮盘上，实验中匀速转动手柄时，观察到左、右标尺露出的等分格数之比约为______________。

12.  利用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象。

从开始，将开关接对电容器充电，当电压传感器示数稳定在时，把开关接，则电阻中电流方向为_________________填“向左”或“向右”。

在图乙中定性作出电容器充电过程的图像大致形状_________________。已知电容器的电容为，则所作图线与坐标轴所围“面积”为_________________。

三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

13.  某中子星质量为，半径为，万有引力常量为，求：

该中子星表面的自由落体加速度；

该中子星的第一宇宙速度。

14.  如图所示，穿过小环的轻绳左端固定在水平杆的点，右端固定在杆上点。点与点距离为，杆绕过点的竖直轴匀速转动时，小球恰好位于点正下方，，已知小环质量为，重力加速度为，，不计一切摩擦，求：

轻绳对点的拉力大小；

杆转动的角速度。

15.  如图所示，半径为的光滑绝缘圆环竖直固定，圆环所在区域内有与环面平行的水平向右的匀强电场。一质量为、电荷量为的小球套在圆环上，恰能静止在点，与竖直方向夹角，已知点电势为零，重力加速度为，不计空气阻力，求：

电场强度的大小；

小球在点时的电势能；

小球从最高点静止释放，运动过程中对环的最大压力。

16.  如图所示，足够长的的斜面倾角为，斜面上有四点，间距均为，斜面上部分粗糙，其余部分光滑。块完全相同、质量均匀分布的长方形木板，紧挨在一起排在斜面上，木板的下边缘恰好在处。现将块木板一起由静止释放，已知每块木板质量为、长为，木板与斜面间的动摩擦因数，重力加速度为，求：

木板下边缘刚运动到点时的速度大小；

木板刚好完全滑上粗糙面时，木板、间的作用力大小；

木板、运动到点的时间差。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】功是标量，正负号代表做功的力是动力还是阻力，电势是标量，正负号代表大小。

故选D。

2.【答案】 

【解析】A.在高速行驶的列车上观察路边广告牌高度变窄，故A错误；

B.真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的，故B正确；

C.根据相对论时空观可知高速运动的  子寿命变长，故C错误；

D.根据狭义相对论“时间膨胀”原理可知绕地球高速飞行飞机上的铯原子钟由于高速运动而导致时间变慢，故D错误。

故选B。

3.【答案】 

【解析】A.根据万有引力提供向心力

可得

可知木卫一的周期小，故A错误；

B.根据万有引力提供向心力

可得

可知木卫一的线速度大，故B错误；

C.根据牛顿第二定律

可得

可知可知木卫一的加速度大，故C正确；

D.根据万有引力定律

可知木卫一所受的万有引力大，故D错误。

故选C。

4.【答案】 

【解析】A.在  点竖直速度为零，水平速度不为零，故A错误；

B.从  到  过程中，重力势能转化为动能和克服摩擦力产生的热量，故B错误；

C.从  到  过程中，空气阻力可以忽略，运动员机械能守恒，减少的重力势能全部转化为动能，故C正确；

D.从  到  过程中，空气阻力可以忽略，运动员机械能守恒，故D错误。

故选C。

5.【答案】 

【解析】一带正电荷的物体  置于  附近，由于静电感应此时  带负电，  带正电，故AB错误；

C.先移去  ，再分开  、  ，由于电荷间的相互作用，重新中和后  、  不带电，金属箔均闭合，故C错误；

D.先分开  、  ，则  带负电，  带正电，再移去  ，电荷不能再进行中和，  、  带电，金属箔仍然张开，故D正确。

故选D。

6.【答案】 

【解析】A.实验中将  球接触，使两球所带的电荷量相同，故、球带电量不需要相等，故A错误；

B.在库仑那个时代，没有电荷量的单位，不可能准确测出每个小球的电荷量，故B错误；

C.悬丝扭转的角度越大说明  球间的库仑力越大，故通过悬丝扭转的角度比较力的大小，故C正确；

D.图中探究出库仑力与距离的平方成关系，故D错误。

故选C。

7.【答案】 

【解析】当  点的点电荷为  时，根据电场的对称性，可得在圆心  点处的电场强度为零，当  点的点电荷为  时，可由  和  两个电荷等效替代，故圆心  点处的电场强度可以看成均匀带电圆环和  产生的两个场强叠加，故圆心  点处的电场强度为

电场方向为  在  点处的电场方向，即方向沿半径指向  点，故ABC错误，D正确。

故选D。

8.【答案】 

【解析】A.设篮球在最高点距离出手点的竖直距离为  ，有

投篮出手时篮球重力的瞬时功率

可知第次投篮出手时篮球重力的瞬时功率比进框时大，故A正确；

B.篮球在最高点时竖直方向的速度为零，重力的瞬时功率为零，故篮球在最高点时重力的瞬时功率第次等于第次，故B错误；

C.设篮球在最高点距离篮筐的竖直距离为  ，有

篮球进筐时时篮球重力的瞬时功率

可知篮球进筐时重力的瞬时功率第次比第次大，故C错误；

D.第次和第次投篮始末位置相同，克服重力做的功相同，由于第次篮球在空中的运行时间长，故篮球在出手到进框过程中重力的平均功率第次小于第次，故D错误。

故选A。

9.【答案】 

【解析】当  点的点电荷为  时，根据电场的对称性，可得在圆心  点处的电场强度为零，当  点的点电荷为  时，可由  和  两个电荷等效替代，故圆心  点处的电场强度可以看成均匀带电圆环和  产生的两个场强叠加，故圆心  点处的电场强度为

电场方向为  在  点处的电场方向，即方向沿半径指向  点，故ABC错误，D正确。

故选D。

10.【答案】 

【解析】A.根据牛顿第二定律

整理得

可知

故A错误；

B.当物块加速度为零时，速度最大，根据牛顿第二定律

解得

根据动能定理有

故B正确；

C.设弹簧最大压缩量为  ，根据动能定理

解得

故C错误；

D.小物块下滑过程中，物块的加速度先沿斜面向下后沿斜面向上，将物块与斜面看成整体，整体水平方向的力等于摩擦力，故地面对斜面体的摩擦力先向左后向右，故D错误。

故选B。

11.【答案】           相同      

【解析】探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，每次改变一个变量，控制其他量不变，用到的实验方法是控制变量法。

故选D。

探究向心力  与半径  的关系时，应保证小球质量相等，角速度相等，半径不同，因此质量相等的小球分别放在挡板挡板  和挡板  处，确保半径不同，将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上确保角速度相同；

用皮带连接的左、右塔轮线速度相同，根据

可知左、右塔轮角速度之比为  ，根据

可知两钢球受到向心力之比为  ，观察到左、右标尺露出的等分格数之比  。

12.【答案】 向右             

【解析】将开关  接对电容器充电，则电容器上级板为正极，把开关  接，则电阻  中电流方向为向右。

电容器充电过程的图像大致形状如图：

根据电容器的定义式有

解得

13.【答案】  ；  

【解析】中子星表面质量为  的物体所受万有引力等于重力

解得中子星表面重力加速度

物体在中子星附近绕中子星做匀速圆周运动

解得中子星第一宇宙速度

14.【答案】  ；  

【解析】小环在水平面内做匀速圆周运动，对小环受力分析

竖直方向

解得

圆轨道半径

水平方向

解得

15.【答案】  ；  ；  

【解析】小球在  点时，有

解得

将小球从  点移到  点，电场力做功

由

解得

等效重力为

小球在平衡位置  时速度最大，从  到  由动能定理得

解得

点，由牛顿第二定律得

解得

16.【答案】  ；  ；  

【解析】研究块木板整体，根据机械能守恒定律有

解得

根据牛顿第二定律有

解得

研究第块木板，根据牛顿第二定律有

解得

设块木板刚好全部滑上粗糙面时的速度为  ，研究整体下端由  到  的过程，根据动能定理有

解得

木板通过  点过程中，所受摩擦力不断减小，做加速度增大的加速运动。

木板到达  点时，木板、再下滑距离  到达  点，有

此过程木板、做匀速运动，可见木板、从点下滑到点过程的运动情况完全相同，此过程用时相同。因此木板、到达点的时间差即为木板在点上方下滑距离  的时间